基于核心素養(yǎng)的“7E”教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

白友鈺 郭杰 張靜 王忠花

摘 ? 要：以初中物理“蒸發(fā)”為例，基于“7E”教學(xué)模式，通過生活化的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生 發(fā)現(xiàn)生活與物理的聯(lián)系，落實物理學(xué)科的育人功能，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；初中物理；“7E”教學(xué)模式；生活化教學(xué)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：“從生活走向物理，從物理走向社會”是物理課程教學(xué)的重要理念之一[ 1 ]，《課標(biāo)》其它板塊也強(qiáng)調(diào)生活化教學(xué)的重要性，可見在教學(xué)中融合生活現(xiàn)象進(jìn)行教學(xué)是至關(guān)重要的。美國教育研究者Einsenkraft在肯定“5E”教學(xué)模式的同時，將其拓展，提出“7E”教學(xué)模式，筆者將該教學(xué)模式引入初中物理生活化課堂，指導(dǎo)課堂教學(xué)，期望這種探究式教學(xué)模式能促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，該教學(xué)模式包含7個教學(xué)環(huán)節(jié)[ 2 ]，各環(huán)節(jié)要點見表1。

1 ?教材分析與設(shè)計思路

“蒸發(fā)”一節(jié)選自滬科版初中物理教材第十二章“溫度與物態(tài)變化”第三節(jié)“汽化與液化”的內(nèi)容。該節(jié)因為內(nèi)容量較大，一課時又僅有40 min，因此，可劃分為3個課時。第1課時主要學(xué)習(xí)“沸騰”，第2課時主要學(xué)習(xí)“蒸發(fā)”，第3課時主要學(xué)習(xí)“液化”。“蒸發(fā)”一節(jié)在課本上所占篇幅不多，但所需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容卻很豐富，主要包括：蒸發(fā)的定義、發(fā)生部位、影響蒸發(fā)快慢的因素、過程伴隨吸熱、對比學(xué)習(xí)蒸發(fā)和沸騰等。

本節(jié)課的重難點是理解影響蒸發(fā)快慢的因素，為突破重難點的教學(xué)，筆者基于“7E”教學(xué)模式，編寫關(guān)于“蒸發(fā)”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)過程中，充分融合生活現(xiàn)象。教學(xué)設(shè)計思路見圖1。

2 ?教學(xué)目標(biāo)

參考《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》和滬科版物理教材，圍繞培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的具體要求，設(shè)計該節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為：

（1）通過生活現(xiàn)象，基于探究活動，發(fā)現(xiàn)并掌握影響蒸發(fā)快慢的因素；

（2）理解蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生的部位；

（3）知道蒸發(fā)過程是吸熱過程；

（4）掌握蒸發(fā)和沸騰的異同點。

3 ?教學(xué)過程

3.1 激發(fā)環(huán)節(jié)

播放視頻：兩塊“完全相同”的白色紗布①號和②號，其中①號紗布不做任何處理，②號紗布放入酒精后拿出，同時點燃兩塊紗布，①號紗布燃燒成灰，而②號紗布卻完好無損，引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。

設(shè)計意圖：該魔術(shù)涉及到點燃，不適合做課堂演示實驗，教師可提前錄好視頻，課堂播放。以一個神奇的魔術(shù)導(dǎo)入新課，使學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生沖突，放入了酒精的紗布難道不是更易燃燒嗎，為什么會完好無損，能迅速使學(xué)生的注意力由散漫變?yōu)榧校ぐl(fā)學(xué)生對本節(jié)課學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈欲望。

3.2 參與環(huán)節(jié)

學(xué)生活動：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，用棉簽蘸取酒精[ 3 ]，在掌心寫下最喜歡的數(shù)字，觀察現(xiàn)象，幾分鐘后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象，回答該變化過程屬于哪種物態(tài)變化。

分享結(jié)果：通過觀察，發(fā)現(xiàn)一段時間后，寫的數(shù)字消失了。在該過程中，酒精原本是液態(tài)，后來變成看不見的氣態(tài)，因此，是汽化現(xiàn)象。

師生總結(jié)：引入蒸發(fā)的定義，知道蒸發(fā)屬于汽化現(xiàn)象，聯(lián)想到上節(jié)課所學(xué)的沸騰也屬于汽化現(xiàn)象，得到沸騰和蒸發(fā)是汽化現(xiàn)象的兩種方式。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過親自參與并觀察酒精蒸發(fā)的過程，加深對蒸發(fā)屬于汽化現(xiàn)象的理解，有助于后續(xù)知識的學(xué)習(xí)。

3.3 探究環(huán)節(jié)

3.3.1 探究活動一：蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生的部位

教師引導(dǎo)：一碗稀飯久置后，發(fā)現(xiàn)表面變硬，扒開表面，里面依然是稀飯狀態(tài)，這是為什么？

學(xué)生猜測：學(xué)生基于之前學(xué)的沸騰的發(fā)生部位是內(nèi)部和表面同時進(jìn)行，而稀飯只是表面變硬，所以蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面。

學(xué)生實驗：設(shè)計實驗，探究蒸發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生部位。把醋倒進(jìn)燒杯，判斷醋是否蒸發(fā)，再把油倒在醋的表面，判斷醋是否蒸發(fā)，對比兩次實驗，得出結(jié)論。

實驗結(jié)果：開始能聞到醋味，說明醋蒸發(fā)了。醋表面覆蓋一層油后，聞不到醋味，說明醋沒有蒸發(fā)，實驗證明蒸發(fā)只發(fā)生在液體的表面。

設(shè)計意圖：基于生活背景，讓學(xué)生猜測蒸發(fā)現(xiàn)象的發(fā)生部位。然后通過實驗探究，加深學(xué)生對蒸發(fā)只發(fā)生在液體表面的理解。

3.3.2 ?探究活動二：影響蒸發(fā)的因素

教師引導(dǎo)：你很想穿一件喜歡的衣服，但還是濕的，為了加快它變干的速度，你會怎么做，以小組為單位，討論解決方案。

學(xué)生討論：學(xué)生基于生活經(jīng)驗，提出解決方案。

教師活動：基于學(xué)生討論后提出的解決方案，把類似方案歸類后，得到三個可行方案。一是把濕衣服放在太陽下暴曬，二是用吹風(fēng)機(jī)吹干，三是晾衣服時不疊放使衣服的每個角落盡可能與空氣接觸。

設(shè)計意圖：學(xué)生基于生活經(jīng)驗，例舉可行方案，在教師的引導(dǎo)下，探究溫度、液體表面積、空氣流速三大因素對蒸發(fā)快慢的影響。從生活的角度出發(fā)，讓學(xué)生感受到生活與物理的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生用物理知識解決生活問題的能力[ 4 ]。

學(xué)生實驗：設(shè)計實驗，探究溫度對蒸發(fā)快慢的影響

選取兩塊玻璃板并編為①號和②號，分別滴加等體積的水滴，①號玻璃板用酒精燈加熱，②號玻璃板作為對照不加熱，觀察實驗現(xiàn)象，比較哪塊玻璃板上的水滴先蒸發(fā)完。

學(xué)生實驗：設(shè)計實驗，探究液體表面積對蒸發(fā)快慢的影響

選取兩塊玻璃板并編為①號和②號，分別滴加等體積的水滴，晃動①號玻璃板，使水滴與空氣接觸的表面積增大，②號玻璃板作為對照不處理，觀察實驗現(xiàn)象，比較哪塊玻璃板上的水滴先蒸發(fā)完。

學(xué)生實驗：設(shè)計實驗，探究空氣流速對蒸發(fā)快慢的影響

選取兩塊玻璃板并編為①號和②號，分別滴加等體積的水滴，①號玻璃板用風(fēng)扇吹，增加空氣流速，②號玻璃板作為對照不處理，觀察實驗現(xiàn)象，比較哪塊玻璃板上的水滴先蒸發(fā)完。

設(shè)計意圖：通過自主探究，加深學(xué)生對影響蒸發(fā)快慢三大因素的理解。在該環(huán)節(jié)教師要發(fā)揮好引導(dǎo)與幫助的作用。

3.3.3 ?探究活動三：探究蒸發(fā)過程會吸熱還是放熱

教師引導(dǎo)：通過多媒體展示游泳者上岸后瑟瑟發(fā)抖的圖片，請同學(xué)們討論發(fā)生這一現(xiàn)象的原因。

討論結(jié)果：瑟瑟發(fā)抖，說明身體溫度降低，因為水蒸發(fā)吸熱才導(dǎo)致瑟瑟發(fā)抖的。

學(xué)生實驗：設(shè)計實驗，探究蒸發(fā)過程吸熱。將①號和②號兩支溫度計同時放入同一杯酒精中，靜置一段時間，記錄溫度計示數(shù)，取出①號溫度計，②號溫度計作為對照不處理，記錄溫度計示數(shù)。

實驗結(jié)論：同時將溫度計放入同一杯酒精中，觀察到兩支溫度計示數(shù)不變。①號溫度計取出后一段時間內(nèi)示數(shù)降低，但是再過一段時間，發(fā)現(xiàn)示數(shù)上升，②號溫度計示數(shù)一直不變。

設(shè)計意圖：從生活經(jīng)驗出發(fā)，開展探究活動，通過溫度計示數(shù)變化，理解蒸發(fā)需吸熱。

3.4 ?解釋環(huán)節(jié)

教師活動：總結(jié)探究活動，根據(jù)探究結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生理解蒸發(fā)的定義、影響蒸發(fā)的因素、蒸發(fā)吸熱等知識點。

教師引導(dǎo)：在充分理解蒸發(fā)概念后，對比學(xué)習(xí)沸騰與蒸發(fā)。

學(xué)生活動：經(jīng)小組討論后，總結(jié)歸納，通過表格呈現(xiàn)如表2。

設(shè)計意圖：在理解基本概念的基礎(chǔ)上，通過繪制表格進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，清晰明了地將零散的知識整合，充分掌握液化的兩種形式。

3.5 ?精致環(huán)節(jié)

學(xué)生疑問1：蒸發(fā)現(xiàn)象為什么只發(fā)生在液體表面？

師生共析：蒸發(fā)過程比較緩慢，吸收的熱量并不多，只能導(dǎo)致液體表面的分子做無規(guī)則運動而發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。

學(xué)生疑問2：溫度、液體表面積、空氣流速為什么會影響蒸發(fā)的快慢？

師生共析：溫度越高，分子的平均動能越大，能克服分子間引力做功的分子數(shù)越多，在其他變量相同的情況下，由液態(tài)分子變?yōu)闅鈶B(tài)分子的數(shù)目就會增多，于是蒸發(fā)越快；液體表面積越大，位于表面的分子數(shù)目越多，在其他變量相同的情況下，由液態(tài)分子變?yōu)闅鈶B(tài)分子的數(shù)目就越多，于是蒸發(fā)越快；液體上方空氣流速越大，壓強(qiáng)越小，液體表面上方的壓強(qiáng)小于液體表面下方的壓強(qiáng)時，產(chǎn)生壓強(qiáng)差，存在壓力差，液態(tài)分子更易變?yōu)闅鈶B(tài)分子，在其他變量相同的情況下，由液態(tài)分子變?yōu)闅鈶B(tài)分子的數(shù)目就會越多，于是蒸發(fā)越快。

學(xué)生疑問3：在探究蒸發(fā)吸熱的實驗中，溫度計示數(shù)為什么會變化？

師生共析：溫度計測量同一杯酒精的溫度，示數(shù)當(dāng)然不會變。被取出的溫度計，由于酒精蒸發(fā)吸熱，示數(shù)下降。當(dāng)酒精蒸發(fā)完后，溫度計測量的是室溫，示數(shù)上升。

設(shè)計意圖：針對學(xué)生存在的疑問，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將本課內(nèi)容與學(xué)過內(nèi)容聯(lián)系起來。學(xué)生在八年級第十一章就已經(jīng)學(xué)過與分子動理論相關(guān)的知識，通過聯(lián)系舊知識，師生共同探討，加深學(xué)生對知識點的理解。

3.6 評價環(huán)節(jié)

教師活動：完整播放課前導(dǎo)入的魔術(shù)，小組討論，揭秘魔術(shù)。

學(xué)生活動：放入酒精的那塊紗布是提前放入清水后再擰干的，紗布上的酒精在燃燒時導(dǎo)致水溫升高，水漸漸蒸發(fā)吸熱，導(dǎo)致此時溫度達(dá)不到水的著火點，因此該紗布完好無損；相反，另一塊沒經(jīng)過處理的紗布就燃燒成灰。該魔術(shù)主要利用了水的蒸發(fā)原理。

設(shè)計意圖：其實，評價在前面的任何過程都有涉及到，評價的形勢也多種多樣，教師應(yīng)該靈活應(yīng)用該環(huán)節(jié)。本課通過揭秘課前的魔術(shù)，有始有終，培養(yǎng)學(xué)生樹立問題的意識與解決問題的能力，同時也有助于教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.7 延伸環(huán)節(jié)

課后活動：根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，制作一個簡易冰箱，可以盛放少量的飯菜，拍照打印出來，帶到學(xué)校和同伴一起分享自己的成果。

設(shè)計意圖：通過讓學(xué)生課后制作一個簡易冰箱，可以培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦的能力，激發(fā)學(xué)生的潛能，潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 ?教學(xué)反思

本節(jié)課，融入學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象，結(jié)合學(xué)生的身心發(fā)展特點開展教學(xué)[ 5 ]。激發(fā)和參與環(huán)節(jié)能迅速吸引學(xué)生的注意力。探究環(huán)節(jié)，都先創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生有感性認(rèn)識，然后通過實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象，得到結(jié)果，能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。解釋環(huán)節(jié)進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，可以有效避免混淆概念，清晰掌握概念。精致環(huán)節(jié)通過師生共同討論疑難問題，能加深學(xué)生對知識的理解。評價環(huán)節(jié)貫穿整個教學(xué)過程，根據(jù)學(xué)生的反映，調(diào)整課堂進(jìn)度。拓展環(huán)節(jié)考驗學(xué)生在新背景下應(yīng)用知識的能力，解決生活中的問題。綜上分析，對于初中物理，應(yīng)用“7E”教學(xué)模式，開展生活化的教學(xué)，能有效培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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［5］ 何麗，吉玉祥，李雪芝.基于MOOC+快課+SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2022，383（7）：69-71，75.